DE602005003805T2 - EXHAUST GAS CLEANING DEVICE AND EXHAUST GAS CLEANING PROCEDURE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents

EXHAUST GAS CLEANING DEVICE AND EXHAUST GAS CLEANING PROCEDURE FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE Download PDF

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Description

Technischer BereichTechnical part

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Abgasreinigungsgerät und ein Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine.The The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus and a Emission control method for an internal combustion engine.

Technischer HintergrundTechnical background

Ein typisches Abgasreinigungsgerät, das auf eine Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel eine Fahrzeugdieselmaschine angewendet wird, hat einen Feststofffilter (Bezug nehmend auf eine japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-227688 ), der sich in einem Abgassystem befindet. Der Feststofffilter erfasst Feststoffe („PM"), die vorwiegend aus Ruß bzw. unverbranntem Kohlenstoff in einem Abgas zusammengesetzt sind. In einer Brennkraftmaschine, die mit einem Abgasreinigungsgerät versehen ist, wird eine Feststoffentfernungssteuerung ausgeführt, um den Feststofffilter daran zu hindern, mit Feststoffen zugesetzt zu werden. In der Feststoffentfernungssteuerung werden Feststoffe verbrannt und entfernt.A typical exhaust gas purifier applied to an internal combustion engine such as a vehicle diesel engine has a particulate filter (refer to FIG Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-227688 ), which is located in an exhaust system. The particulate filter detects particulate matter ("PM") composed mainly of soot or unburned carbon in an exhaust gas In an internal combustion engine provided with an exhaust gas purifying apparatus, a solids removal control is performed to prevent the particulate matter filter from being added with particulates In solids removal control, solids are burned and removed.

In der Feststoffentfernungssteuerung, die in einer japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-227688 offenbart ist, wird das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis zwischen einem fetten Zustand und einem mageren Zustand umgekehrt, um eine unverbrannte Kraftstoffkomponente und Sauerstoff zu einem Katalysator des Feststofffilters zuzuführen. Eine Oxidation der unverbrannten Kraftstoffkomponente wird verwendet, um die Katalysatorbetttemperatur zu erhöhen und Feststoffe in dem Feststofffilter zu verbrennen. Die Zufuhr einer unverbrannten Kraftstoffkomponente zu dem Katalysator in der Feststoffentfernungssteuerung wird in einer Art und Weise ausgeführt, die eine Temperaturerhöhung in dem Katalysator mit einer minimierten Menge von unverbranntem Kraftstoff ermöglicht. Dadurch wird ein extra Kraftstoffverbrauch aufgrund der Feststoffentfernungssteuerung minimiert.In the solids removal control, which in a Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2002-227688 is disclosed, the exhaust air-fuel ratio is reversed between a rich state and a lean state to supply an unburned fuel component and oxygen to a catalyst of the particulate filter. Oxidation of the unburned fuel component is used to increase the catalyst bed temperature and to burn solids in the particulate filter. The supply of an unburned fuel component to the catalyst in the solids removal control is performed in a manner that permits a temperature increase in the catalyst with a minimized amount of unburned fuel. This minimizes extra fuel consumption due to the solids removal control.

Jedoch wurde bestätigt, dass in der vorangehenden Feststoffentfernungssteuerung nicht alle Feststoffe, die an dem vorderen Ende des Feststofffilters (stromaufwärtiges Ende relativ zu der Strömungsrichtung des Abgases) abgelagert sind, verbrannt werden können. Die Gründe dafür werden wie folgt betrachtet.however was confirmed, that in the previous solids removal control, not all solids, at the front end of the solids filter (upstream end relative to the flow direction the exhaust gas) are deposited, can be burned. The reasons will be as follows.

Das vordere Ende eines Feststofffilters ist empfänglich für eine Ablagerung von Feststoffen, und die Menge von abgelagerten Feststoffen ist größer als jene in dem stromabwärtigen Abschnitt.The Front end of a solid filter is susceptible to deposition of solids, and the amount of deposited solids is greater than that in the downstream section.

Die Feststoffentfernungssteuerung, in der eine unverbrannte Kraftstoffkomponente und Sauerstoff zu dem Feststofffilter zugeführt werden, kann keine ausreichende Menge pro Einheitszeit von einer unverbrannten Kraftstoffkomponente und Sauerstoff zuführen, um alle an dem vorderen Ende des Feststofffilters abgelagerten Feststoffe zu verbrennen.The Solids removal control in which an unburned fuel component and oxygen are supplied to the particulate filter, can not be sufficient Amount per unit time of an unburned fuel component and oxygen, around all solids deposited at the front end of the solids filter to burn.

Entsprechend wird gefolgert, selbst wenn die Feststoffentfernungssteuerung über einen verlängerten Zeitraum ausgeführt wird, dass unverbrannte PM bzw. Feststoffe an dem vorderen Ende des Feststofffilters verbleiben. Falls das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis fetter gemacht wird, nachdem die Feststoffentfernungssteuerung mit verbleibenden Feststoffen beendet wird, wird eine unverbrannte Kraftstoffkomponente zu dem Kraftstofffilter zugeführt, und eine Oxidation des unverbrannten Kraftstoffs veranlasst die Feststoffe zu verbrennen, was die Katalysatorbetttemperatur des Feststofffilters übermäßig erhöhen kann.Corresponding is concluded even if the solids removal control over a extended period accomplished will that unburned PM or solids at the front end of the solids filter remain. If the exhaust gas air-fuel ratio is richer is made after the solids removal control with remaining Solids is terminated, becomes an unburned fuel component supplied to the fuel filter, and oxidation of the unburned fuel causes the To burn solids, which is the catalyst bed temperature of the May excessively increase solids filter.

Das Gerät und Verfahren, die in WO 00/28196 A offenbart sind, sehen für einen Wärmeaustausch zwischen dem Einlass und Auslass Abgasströme vor, um durch ein Platzieren der Katalysatoren in den Temperaturzonen, in denen deren Vorgänge verstärkt werden, um die Katalysatorreaktionen zu stärken, und sie sehen auch eine Regeneration eines Filters vor, der zum Erfassen von Feststoffen in den Strömen verwendet wird.The device and method used in WO 00/28196 A For example, for heat exchange between the inlet and outlet, exhaust streams provide to enhance the catalyst reactions by placing the catalysts in the temperature zones in which their operations are enhanced to strengthen the catalyst reactions, and also provide for regeneration of a filter that is used to Detecting solids in the streams is used.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine vorzusehen, das zum vollkommenen Verbrennen von Feststoffen in einem Feststofffilter in der Lage ist, und unterdrückt eine Verschlechterung einer Kraftstoffökonomie bzw. Kraftstoffwirtschaftlichkeit, die durch ein Verbrennen der Feststoffe wahrscheinlich hervorgerufen wird. Die vorliegende Erfindung sieht ferner ein Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine vor.Corresponding It is an object of the present invention to provide an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine to ensure the complete burning of solids in one Solid filter is capable of suppressing deterioration of one Fuel economy or fuel economy, by burning the solids probably caused. The present invention sees Further, an exhaust gas purification method for an internal combustion engine before.

Um die vorangehenden und andere Aufgaben zu erreichen und übereinstimmend mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, sieht die Erfindung ein Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine vor. Das Gerät führt eine Feststoffentfernungssteuerung durch, in der eine unverbrannte Kraftstoffkomponente zu einem Katalysator zugeführt wird, der sich in einem Abgassystem der Brennkraftmaschinebefindet, so dass die Temperatur des Katalysators erhöht wird und an dem Katalysator festsitzende Feststoffe verbrannt werden. Das Gerät weist eine Ausführungseinrichtung auf, wobei dann, wenn eine Ansammlungsmenge von Feststoffen an dem Katalysator kleiner als ein erster Bestimmungswert wird, nachdem die Feststoffentfernungssteuerung gestartet ist, führt die Ausführungseinrichtung eine Abbrennsteuerung aus, in der ein Durchführen und ein Anhalten einer konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe zu einem Abschnitt des Abgassystems, der stromaufwärts von dem Katalysator ist, in einer vorbestimmten Häufigkeit wiederholt wird. Eine Anhalteeinrichtung hält die Feststoffentfernungssteuerung basierend auf einem Ende der Abbrennsteuerung an. Eine Zwangsbeendigungseinrichtung beendet zwangsweise die Abbrennsteuerung, wenn nach dem Start der Abbrennsteuerung eine verstrichene Zeit, seitdem die Ansammlungsmenge von Feststoffen an dem Katalysator auf einen zweiten Bestimmungswert gefallen ist, eine vorbestimmte Zeit erreicht. Der zweite Bestimmungswert ist kleiner als der erste Bestimmungswert.In order to achieve the foregoing and other objects and in accordance with the purpose of the present invention, the invention provides an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine. The apparatus performs a solids removal control in which an unburned fuel component is supplied to a catalyst located in an exhaust system of the internal combustion engine so that the temperature of the catalyst is increased and solids stuck to the catalyst are burned. The apparatus includes an executing means, wherein when an accumulation amount of particulates on the catalyst becomes smaller than a first determination value after the solids removal control is started, the executing means executes a burn off control in which execution is performed and stopping a concentrated, intermittent fuel addition to a portion of the exhaust system that is upstream of the catalyst, at a predetermined frequency. A stopper stops the solids removal control based on an end of the burn-off control. A forced completion means forcibly terminates the burn-off control when, after the start of the burn-off control, an elapsed time since the accumulation amount of particulates on the catalyst has fallen to a second determination value reaches a predetermined time. The second determination value is smaller than the first determination value.

Ferner sieht die vorliegende Erfindung ein Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine vor. Das Verfahren weist ein Ausführen einer Feststoffentfernungssteuerung auf, in der eine unverbrannte Kraftstoffkomponente zu einem Katalysator zugeführt wird, der sich in einem Abgassystem der Brennkraftmaschine befindet, so dass die Temperatur des Katalysators erhöht wird und Feststoffe, die an dem Katalysator festsitzen, verbrannt werden. Eine Abbrennsteuerung wird ausgeführt, wenn eine Ansammlungsmenge von Feststoffen an dem Katalysator kleiner als ein erster Bestimmungswert wird, nachdem die Feststoffentfernungssteuerung gestartet ist. In der Abbrennsteuerung wird ein Durchführen und ein Anhalten einer konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe zu einem Abschnitt des Abgassystems, der stromaufwärts von dem Katalysator ist, in einer vorbestimmten Häufigkeit wiederholt. Die Feststoffentfernungssteuerung wird basierend auf einem Ende der Abbrennsteuerung angehalten. Die Abbrennsteuerung wird zwangsweise beendet, wenn nach dem Start der Abbrennsteuerung eine verstrichene Zeit, seitdem die Ansammlungsmenge von Feststoffen an dem Katalysator auf einen zweiten Bestimmungswert reduziert wurde, eine vorbestimmte Zeit erreicht. Der zweite Bestimmungswert ist kleiner als der erste Bestimmungswert.Further The present invention provides an exhaust gas purification method for an internal combustion engine in front. The method includes performing a solids removal control in which an unburned fuel component is supplied to a catalyst, which is located in an exhaust system of the internal combustion engine, so that the temperature of the catalyst is increased and solids, the stuck to the catalyst, burned. A burn-off control is running, when an accumulation amount of solids on the catalyst becomes smaller becomes a first determination value after the solid removal control started. In the burn-off control, a performing and stopping a concentrated, intermittent fuel addition to a portion of the exhaust system upstream of the catalyst is repeated at a predetermined frequency. The solids removal control is stopped based on an end of the burn-off control. The burn-off control is forcibly terminated when after the start of the burn-off control an elapsed time, since the accumulation amount of solids was reduced to a second determination value on the catalyst, reaches a predetermined time. The second determination value is less than the first determination value.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellt.Other Aspects and advantages of the invention will become apparent from the following description seen in conjunction with the attached drawings by way of example represents the principles of the invention.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Erfindung, zusammen mit Aufgaben und Vorteilen daraus, kann am besten durch Bezug auf die folgende Beschreibung der derzeitig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den angefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:The Invention, along with tasks and benefits thereof, may be best by reference to the following description of the currently preferred embodiments together with the attached drawings be understood, in which:

1 eine schematische Ansicht ist, die die Gesamtkonfiguration einer Brennkraftmaschine zeigt, auf die ein Abgasreinigungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist; 1 Fig. 12 is a schematic view showing the overall configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is applied;

2(a) und 2(b) Zeitdiagramme sind, die die Art und Weise eines Zugebens von Kraftstoff und Änderungen in dem Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis aufgrund der Kraftstoffzugabe während einer Abbrennsteuerung zeigen; 2 (a) and 2 B) Timing diagrams showing the manner of adding fuel and changes in exhaust gas air-fuel ratio due to fuel addition during burn-off control;

3 ein Flussdiagramm ist, das eine Ausführung einer Prozedur für die Abbrennsteuerung in der Endphase für eine Feststoffentfernungssteuerung zeigt; und 3 Fig. 10 is a flowchart showing an execution of a procedure for the final-stage burn-off control for a solids removal control; and

4(a) bis 4(d) Zeitabläufe sind, die Änderungen in der Feststoffansammlungsmenge bezogen auf die Feststoffentfernungssteuerung und die Abbrennsteuerung, den Zustand der Feststoffentfernungssteuerung, den Zustand der Abbrennsteuerung und Änderungen eines Zählers C zeigen. 4 (a) to 4 (d) Timings are the changes in the solid accumulation amount related to the solids removal control and the burn-off control, the state of the solids removal control, the state of the burn-off control and changes of a counter C.

Beste Arten zum Ausführen der ErfindungBest ways to run the invention

Ein Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 1 bis 4(d) beschrieben werden.An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to a preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG 1 to 4 (d) to be discribed.

1 stellt die Konfiguration einer Brennkraftmaschine 10 dar, auf die ein Abgasreinigungsgerät gemäß dieser Ausführungsform angewendet ist. Die Brennkraftmaschine 10 ist eine Dieselmaschine, die eine Common-Rail-Kraftstoffeinspritzvorrichtung und einen Turbolader 11 hat. Die Maschine 10 hat einen Ansaugdurchgang 12, Brennkammern 13 und einen Auslassdurchgang 14. 1 represents the configuration of an internal combustion engine 10 to which an exhaust gas purifying apparatus according to this embodiment is applied. The internal combustion engine 10 is a diesel engine that uses a common rail fuel injector and a turbocharger 11 Has. The machine 10 has a suction passage 12 , Combustion chambers 13 and an outlet passage 14 ,

Der Einlassdurchgang 12 bildet ein Einlasssystem für die Brennkraftmaschine 10. In dem am weitesten stromaufwärts gelegenen Abschnitt des Einlassdurchgangs 12 befindet sich ein Luftfilter 15. Von dem Luftfilter 15 in Richtung der stromabwärtigen Seite sind ein Luftmengenmesser 16, ein Kompressor 17, der in dem Turbolader 11 eingebaut ist, ein Zwischenkühler bzw. Ladeluftkühler 18 und ein Einlassdrosselventil 19 in dem Einlassdurchgang 12 vorgesehen. Der Einlassdurchgang 12 wird an einem Einlasskrümmer 20 aufgezweigt, der sich stromabwärts von dem Einlassdrosselventil 19 befindet, und der mit jeder der Brennkammern 13 der Brennkraftmaschine 10 durch Einlassanschlüsse 21 verbunden ist.The inlet passage 12 forms an intake system for the internal combustion engine 10 , In the most upstream portion of the inlet passage 12 there is an air filter 15 , From the air filter 15 towards the downstream side are an air flow meter 16 , a compressor 17 in the turbocharger 11 is installed, an intercooler or intercooler 18 and an intake throttle valve 19 in the inlet passage 12 intended. The inlet passage 12 is at an intake manifold 20 branched downstream of the intake throttle valve 19 located, and with each of the combustion chambers 13 the internal combustion engine 10 through inlet connections 21 connected is.

In dem Auslassdurchgang 14, der ein Teil des Abgassystems für die Brennkraftmaschine ausbildet, ist ein Auslassanschluss 22 mit jeder Brennkammer 13 verbunden. Die Auslassanschlüsse 22 sind an eine Abgasturbine 24 des Turboladers 11 durch einen Auslasskrümmer 23 verbunden. In einem Abschnitt des Abgasdurchgangs 14, der stromabwärts von der Abgasturbine 24 ist, sind ein NOx-Katalysator 25, ein Feststofffilter 26 und ein Oxidationskatalysator 27 in dieser Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite her vorgesehen.In the outlet passage 14 , which forms part of the exhaust system for the internal combustion engine, is an exhaust port 22 with each combustion chamber 13 connected. The outlet connections 22 are connected to an exhaust gas turbine 24 of the turbocharger 11 through an exhaust manifold 23 connected. In a section of the exhaust passage 14 which is downstream of the exhaust gas turbine 24 is a NOx catalyst 25 , a solid filter 26 and an oxidation catalyst 27 in that order from the provided upstream side.

Der NOx-Katalysator 25 trägt einen Okklusions-Reduktions-NOx-Katalysator. Der NOx-Katalysator absorbiert NOx in Abgas, wenn die Konzentration von Sauerstoff in einem Abgas hoch ist, und emittiert das absorbierte NOx, wenn die Konzentration von Sauerstoff in dem Abgas niedrig ist. Wenn eine ausreichende Menge von unverbrannter Kraftstoffkomponente, die als ein Reduktionsmittel funktioniert, in der Nähe von dem NOx-Katalysator vorhanden ist, reduziert der NOx-Katalysator emittiertes NOx, um das Abgas zu reinigen.The NOx catalyst 25 carries an occlusion reduction NOx catalyst. The NOx catalyst absorbs NOx in exhaust gas when the concentration of oxygen in an exhaust gas is high, and emits the absorbed NOx when the concentration of oxygen in the exhaust gas is low. When a sufficient amount of unburned fuel component functioning as a reducing agent is present in the vicinity of the NOx catalyst, the NOx catalyst reduces NOx emitted to purify the exhaust gas.

Der Feststofffilter 26 ist aus einem porösen Material hergestellt und erfasst Feststoffe (PM), die in Abgas hauptsächlich aus Ruß zusammengesetzt sind. Wie der NOx-Katalysator 25 trägt der Feststofffilter 26 einen Okklusions-Reduktions-NOx-Katalysator. Der NOx-Katalysator des Feststofffilters 26 reduziert emittiertes NOx, um das Abgas zu reinigen. Die Reaktion, die durch den NOx-Katalysator ausgelöst wird, verbrennt (oxidiert) und entfernt die festsitzenden Feststoffe.The solid filter 26 is made of a porous material and captures particulate matter (PM), which in exhaust gas is mainly composed of soot. Like the NOx catalyst 25 carries the solids filter 26 an occlusion reduction NOx catalyst. The NOx catalyst of the solids filter 26 reduces emitted NOx to purify the exhaust gas. The reaction triggered by the NOx catalyst burns (oxidizes) and removes the stuck solids.

Der Oxidationskatalysator 27 trägt einen Oxidationskatalysator. Der Oxidationskatalysator oxidiert Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) in Abgas, um das Abgas zu reinigen.The oxidation catalyst 27 carries an oxidation catalyst. The oxidation catalyst oxidizes hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) in exhaust gas to purify the exhaust gas.

In Abschnitten stromaufwärts und stromabwärts von dem Feststofffilter 26 sind jeweils ein Eingangsgastemperatursensor 28 und ein Ausgangsgastemperatursensor 29 vorgesehen. Der Eingangsgastemperatursensor 28 erfasst eine Eingangsgastemperatur, die die Temperatur von Abgas ist, das in den Feststofffilter 26 strömt. Der Ausgangsgastemperatursensor 29 erfasst eine Ausgangsgastemperatur, die die Temperatur von Abgas ist, das durch den Feststofffilter 26 hindurchgetreten ist. Auch ein Differenzdrucksensor 30 ist in dem Abgasdurchgang 14 vorgesehen. Der Differenzdrucksensor 30 erfasst eine Druckdifferenz zwischen einem Abschnitt stromaufwärts und einem Abschnitt stromabwärts von dem Feststofffilter 26. Sauerstoffsensoren 31, 32 befinden sich jeweils in einem Abschnitt des Abgasdurchgangs 14, der stromaufwärts von dem NOx-Katalysator 25 ist, und einem Abschnitt des Abgasdurchgangs 14 zwischen dem Feststofffilter 26 und dem Oxidationskatalysator 27. Die Sauerstoffsensoren 31, 32 erfassen die Sauerstoffkonzentration im Abgas.In sections upstream and downstream of the solids filter 26 are each an input gas temperature sensor 28 and an exit gas temperature sensor 29 intended. The inlet gas temperature sensor 28 detects an input gas temperature, which is the temperature of exhaust gas that enters the solids filter 26 flows. The outlet gas temperature sensor 29 detects an exit gas temperature, which is the temperature of exhaust gas passing through the solids filter 26 has passed through. Also a differential pressure sensor 30 is in the exhaust passage 14 intended. The differential pressure sensor 30 detects a pressure difference between an upstream portion and a downstream portion of the particulate filter 26 , oxygen sensors 31 . 32 are each located in a section of the exhaust passage 14 upstream of the NOx catalyst 25 is, and a portion of the exhaust passage 14 between the solid filter 26 and the oxidation catalyst 27 , The oxygen sensors 31 . 32 detect the oxygen concentration in the exhaust gas.

Die Brennkraftmaschine 10 weist ferner eine Abgasrückführungsvorrichtung (EGR-Vorrichtung) zum Zurückführen eines Teils des Abgases zu der Luft in dem Einlassdurchgang 12 auf. Die EGR-Vorrichtung weist einen EGR-Durchgang 33 auf, der den Abgasdurchgang 14 mit dem Einlassdurchgang 12 verbindet. Der am weitesten stromaufwärts liegende Abschnitt des EGR-Durchgangs 33 ist mit einem Abschnitt des Abgasdurchgangs 14 verbunden, der stromaufwärts von der Abgasturbine 24 liegt.The internal combustion engine 10 further comprises an exhaust gas recirculation device (EGR device) for returning a part of the exhaust gas to the air in the intake passage 12 on. The EGR device has an EGR passage 33 on, the exhaust passage 14 with the inlet passage 12 combines. The furthest upstream section of the EGR passage 33 is with a section of the exhaust passage 14 connected upstream of the exhaust gas turbine 24 lies.

In dem EGR-Durchgang 33 sind ein EGR-Katalysator 34, ein EGR-Kühler 35 und ein EGR-Ventil 36 in diese Reihenfolge von der stromaufwärtigen Seite her vorgesehen. Der EGR-Katalysator formt rückgeführtes Abgas um. Der EGR-Kühler 35 kühlt das umgeformte bzw. verbesserte Abgas. Das EGR-Ventil 36 stellt die Strömungsrate des verbesserten und gekühlten Abgases ein. Der am weitesten stromabwärts liegende Abschnitt des EGR-Durchgangs 33 ist mit einem Abschnitt des Einlassdurchgangs 12 verbunden, der stromabwärts von dem Einlassdrosselventil 19 ist.In the EGR passage 33 are an EGR catalyst 34 , an EGR cooler 35 and an EGR valve 36 provided in this order from the upstream side. The EGR catalyst reforms recirculated exhaust gas. The EGR cooler 35 cools the reformed or improved exhaust gas. The EGR valve 36 adjusts the flow rate of the improved and cooled exhaust gas. The most downstream section of the EGR passage 33 is with a portion of the intake passage 12 connected downstream of the intake throttle valve 19 is.

Eine Einspritzvorrichtung 40 ist in jeder Brennkammer 13 der Brennkraftmaschine 10 vorgesehen, um zu verbrennenden Kraftstoff in die Brennkammer 13 einzuspritzen. Die Einspritzvorrichtungen 40 sind mit einer Sammelleitung bzw. Common-Rail 42 mit einer Hochdruckkraftstoffleitung 41 verbunden. Hochdruckkraftstoff wird durch eine Kraftstoffpumpe 43 zu der Common-Rail 42 zugeführt. Der Druck des Hochdruckkraftstoffs in der Common-Rail 42 wird durch einen Leitungsdrucksensor 44 erfasst, der an die Common-Rail 42 befestigt ist. Die Kraftstoffpumpe 43 ist zum Zuführen von Niederdruckkraftstoff durch eine Niederdruckkraftstoffleitung 45 zu einem Kraftstoffzugabeventil 46 in der Lage.An injection device 40 is in every combustion chamber 13 the internal combustion engine 10 provided to burn fuel into the combustion chamber 13 inject. Injectors 40 are with a common rail 42 with a high pressure fuel line 41 connected. High pressure fuel is through a fuel pump 43 to the common rail 42 fed. The pressure of the high-pressure fuel in the common rail 42 is through a line pressure sensor 44 detected, to the common rail 42 is attached. The fuel pump 43 is for supplying low pressure fuel through a low pressure fuel line 45 to a fuel addition valve 46 in a position.

Verschiedene Steuerungsprozeduren für die Brennkraftmaschine 10 werden von einer elektronischen Steuerungsvorrichtung 50 ausgeführt. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 weist eine CPU auf, die verschiedene Berechnungsprozesse bezogen auf eine Steuerung der Maschine 10 ausführt, einen ROM, der Programme und für die Steuerung erforderliche Daten speichert, einen RAM zum zeitweiligen Speichern der Berechnungsergebnisse der CPU und Eingangs- und Ausgangsanschlüsse zum Eingeben und Ausgeben von Signalen von und nach draußen auf.Various control procedures for the internal combustion engine 10 are from an electronic control device 50 executed. The electronic control device 50 has a CPU, the various calculation processes related to a control of the machine 10 executing a ROM which stores programs and data required for the control, a RAM for temporarily storing the calculation results of the CPU, and input and output terminals for inputting and outputting signals to and from the outside.

Zusätzlich zu den vorangehend beschriebenen Sensoren ist der Eingangsanschluss der elektronischen Steuerungsvorrichtung 50 mit einem NE-Sensor 51 zum Erfassen der Drehzahl der Maschine 10, einem Beschleunigungspedalsensor 52 zum Erfassen des Grades einer Gedrücktheit des Beschleunigungspedals und einem Drosselventilsensor 53 zum Erfassen des Öffnungsgrades des Einlassdrosselventils 19 verbunden. Der Ausgangsanschluss der elektronischen Steuerungsvorrichtung 50 ist mit einem Antriebsschaltkreis zum Antreiben des Einlassdrosselventils 19, dem EGR-Ventils 36, der Einspritzvorrichtung 40, der Kraftstoffpumpe 43 und dem Kraftstoffzugabeventil 46 verbunden.In addition to the sensors described above, the input terminal of the electronic control device 50 with a NE sensor 51 for detecting the speed of the machine 10 , an accelerator pedal sensor 52 for detecting the degree of depression of the accelerator pedal and a throttle valve sensor 53 for detecting the opening degree of the intake throttle valve 19 connected. The output terminal of the electronic control device 50 is with a drive circuit for driving the intake throttle valve 19 , the EGR valve 36 , the injector 40 , the fuel pump 43 and the fuel addition valve 46 connected.

Basierend auf erfassten Signalen von den vorangehend beschriebenen Sensoren erfasst die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 den Betriebszustand der Maschine 10. Gemäß dem erfassten Betriebszustand gibt die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 Steuerungssignale an die Antriebsschaltkreise der Vorrichtungen ab, die mit dem Ausgangsanschluss verbunden sind. Die elektronische Steuerungsvorrichtung 50 führt verschiedene Steuerungsprozeduren aus, wie zum Beispiel eine Steuerung des Öffnungsgrades des Einlassdrosselventils 19, eine EGR-Steuerung basierend auf der Öffnungsgradsteuerung des EGR-Ventils 36, eine Steuerung der Menge, der Zeiten und des Drucks einer Kraftstoffeinspritzung von der Einspritzvorrichtung 40 und eine Steuerung bezogen auf eine Kraftstoffzugabe durch das Kraftstoffzugabeventil 46.Based on detected signals from the The sensors described above detect the electronic control device 50 the operating condition of the machine 10 , According to the detected operating state, the electronic control device outputs 50 Control signals to the drive circuits of the devices which are connected to the output terminal. The electronic control device 50 executes various control procedures, such as control of the opening degree of the intake throttle valve 19 , an EGR control based on the opening degree control of the EGR valve 36 , a control of the amount, times and pressure of a fuel injection from the injector 40 and control related to fuel addition by the fuel addition valve 46 ,

In dieser Ausführungsform, um den NOx-Katalysator 25 und den Feststofffilter 26 abzuhalten, mit Feststoffen verstopft bzw. zugesetzt zu werden, wird die Feststoffentfernungssteuerung ausgeführt, in der durch den NOx-Katalysator 25 und den Feststofffilter 26 erfasste Feststoffe verbrannt werden, um ein Abgas zu reinigen. In der Feststoffentfernungssteuerung wird eine unverbrannte Kraftstoffkomponente zu dem NOx-Katalysator 25 und dem NOx-Katalysator des Feststofffilters 26 zugeführt, so dass die unverbrannte Kraftstoffkomponente im Abgas oder an jedem Katalysator oxidiert wird, um Wärme zu erzeugen. Entsprechend wird der Katalysator auf eine Temperatur von ungefähr 600 bis 700°C aufgeheizt und Feststoffe an dem Katalysator werden verbrannt.In this embodiment, the NOx catalyst 25 and the solid filter 26 to stop being clogged with solids, the solids removal control is carried out by the NOx catalyst 25 and the solid filter 26 captured solids are burned to purify an exhaust gas. In the solids removal control, an unburned fuel component becomes the NOx catalyst 25 and the NOx catalyst of the particulate filter 26 supplied so that the unburned fuel component in the exhaust gas or at each catalyst is oxidized to generate heat. Accordingly, the catalyst is heated to a temperature of about 600 to 700 ° C and solids on the catalyst are burned.

Während der Feststoffentfernungssteuerung kann eine unverbrannte Kraftstoffkomponente durch eine Nebeneinspritzung (nach einer Einspritzung) in einen Auslasshub oder einen Expansionshub zugeführt werden, welche Einspritzung ausgeführt wird, nachdem Kraftstoff von der Einspritzvorrichtung 40 eingespritzt ist, um in den Brennkammern 13 verbrannt zu werden. Alternativ kann unverbrannter Kraftstoff durch ein Zugeben von Kraftstoff zu dem Abgas von dem Kraftstoffzugabeventil 46 zugeführt werden. Um einen Extrakraftstoffverbrauch aufgrund der Feststoffentfernungssteuerung zu minimieren, wird die Menge einer unverbrannten Kraftstoffkomponente, die zu den Katalysatoren in der Feststoffentfernungssteuerung hinzugeführt wird, auf den Minimalwert begrenzt, der für eine notwendige Erhöhung der Temperatur der Katalysatoren vorgesehen ist.During the solids removal control, an unburned fuel component may be supplied through an auxiliary injection (after injection) into an exhaust stroke or an expansion stroke, which injection is carried out after fuel from the injector 40 is injected to the combustion chambers 13 to be burned. Alternatively, unburned fuel may be added by adding fuel to the exhaust gas from the fuel addition valve 46 be supplied. In order to minimize extra fuel consumption due to the solids removal control, the amount of unburned fuel component added to the catalysts in the solids removal control is limited to the minimum required for a necessary increase in the temperature of the catalysts.

In dieser Ausführungsform wird die Feststoffentfernungssteuerung ausgeführt, wenn die folgenden Erfordernisse alle erfüllt sind.In this embodiment For example, the solid removal control is carried out when the following requirements all fulfilled are.

Die Entfernung von Feststoffen ist angefordert. Eine Anforderung für die Feststoffentfernung wird gemacht, wenn ein Verstopfen des Feststofffilters 26 basierend auf der Tatsache erfasst wird, dass die Feststoffansammlungsmenge des Feststofffilters 26, die von dem Maschinenbetriebszustand geschätzt wird, den höchsten Wert eines zulässigen Bereichs erreicht und übersteigt.The removal of solids is required. A requirement for solids removal is made when clogging of the solids filter 26 based on the fact that the solid accumulation amount of the solid filter 26 , which is estimated by the engine operating state, reaches and exceeds the highest value of an allowable range.

Ein erfasster Wert des Eingangsgastemperatursensors 28 (Eingangsgastemperatur thci) ist größer als oder gleich wie eine untere Grenztemperatur A (zum Beispiel 150°C) zum Ausführen der Feststoffentfernungssteuerung. Außerdem ist die Katalysatorbetttemperatur des NOx-Katalysators, die aus dem Verlauf des Maschinenbetriebszustands geschätzt wird, größer als oder gleich wie eine untere Grenztemperatur B zum Ausführen der Feststoffentfernungssteuerung. Die unteren Grenztemperaturen A, B sind die niedrigsten Werte der Abgastemperatur und der Katalysatorbetttemperatur, die eine ausreichende Oxidation veranlassen, um die Katalysatorbetttemperatur zu erhöhen, in dem eine unverbrannte Kraftstoffkomponente zugeführt wird.A detected value of the input gas temperature sensor 28 (Input gas temperature thci) is greater than or equal to a lower limit temperature A (for example, 150 ° C) for carrying out the solids removal control. In addition, the catalyst bed temperature of the NOx catalyst, which is estimated from the progress of the engine operating condition, is greater than or equal to a lower limit temperature B for performing the solids removal control. The lower limit temperatures A, B are the lowest values of the exhaust gas temperature and the catalyst bed temperature, which cause sufficient oxidation to increase the catalyst bed temperature, in which an unburned fuel component is supplied.

Der erfasste Wert des Eingangsgastemperatursensors 28 ist niedriger als ein oberer Grenzwert C in einem Temperaturbereich zum Verhindern einer übermäßigen Temperaturerhöhung der Katalysatoren aufgrund einer durch die Feststoffentfernungssteuerung erzeugten Wärme.The detected value of the input gas temperature sensor 28 is lower than an upper limit C in a temperature range for preventing excessive temperature increase of the catalysts due to heat generated by the solid removal control.

Der erfasste Wert des Ausgangsgastemperatursensors 29 ist niedriger als ein oberer Grenzwert D in einem Temperaturbereich zum Verhindern einer übermäßigen Temperaturerhöhung der Katalysatoren aufgrund der Feststoffentfernungssteuerung.The detected value of the outlet gas temperature sensor 29 is lower than an upper limit D in a temperature range for preventing excessive temperature elevation of the catalysts due to the solids removal control.

Kraftstoffzugabe zum Abgas wird zugelassen. Das heißt, der Maschinenbetriebszustand ist in einem Bereich, um die Kraftstoffzugabe zum Abgas zuzulassen. Die Zugabe von Kraftstoff zum Abgas in der Brennkraftmaschine 10 wird zugelassen, solange die Maschine 10 nicht abgewürgt wird, die Zylinder differenziert wurden, und der Gedrücktheitsgrad des Beschleunigungspedals nicht begrenzt wird.Fuel addition to the exhaust gas is permitted. That is, the engine operating condition is in a range to allow the fuel addition to the exhaust gas. The addition of fuel to the exhaust gas in the internal combustion engine 10 is allowed as long as the machine 10 is not stalled, the cylinders have been differentiated, and the degree of depression of the accelerator pedal is not limited.

An dem stromaufwärts liegenden Ende des NOx-Katalysators 25 und dem stromaufwärts liegenden Ende des Feststofffilters 26 verbleibt ein Teil der Feststoffe, selbst wenn die vorangehend beschriebene Feststoffentfernungssteuerung ausgeführt wird. Der Grund, warum Feststoffe verbleiben, wird darin vermutet, dass Feststoffe wahrscheinlich an dem Abgasoberstromende des NOx-Katalysators 25 und dem Abgasoberstromende des Feststofffilters 26 abgelagert werden, und die Zufuhr einer unverbrannten Kraftstoffkomponente in der Feststoffentfernungssteuerung keine ausreichende Menge einer unverbrannten Kraftstoffkomponente pro Einheitszeit bieten kann, um die Feststoffe gänzlich zu verbrennen. Insbesondere in dem NOx-Katalysator 25, der sich stromaufwärts von dem Feststofffilter 26 befindet, verbleibt eine größere Menge an Feststoffen an dem stromaufwärtigen Ende, die in der Feststoffentfernungsteuerung nicht verbrannt werden.At the upstream end of the NOx catalyst 25 and the upstream end of the solids filter 26 some of the solids remain even when the above-described solids removal control is carried out. The reason why solids remain is believed to be due to solids at the exhaust top of the NOx catalyst 25 and the exhaust top end of the solids filter 26 and the supply of an unburned fuel component in the solids removal control may not provide a sufficient amount of unburned fuel component per unit time to completely burn the solids. Especially in the NOx catalyst 25 which is upstream of the solids filter 26 a larger amount of solids remains at the upstream end which is in the solids separator not be burned.

In dieser Hinsicht wird eine Abbrennsteuerung in der Endphase der Feststoffentfernungssteuerung ausgeführt, um die Feststoffe zu verbrennen, die in der Feststoffentfernungssteuerung nicht verbrannt werden können. Der Überblick der Abbrennsteuerung wird mit Bezug auf 2(a) und 2(b) beschrieben werden. 2(a) zeigt die Art und Weise, in der das Kraftstoffzugabeventil 46 Kraftstoff zugibt, und 2(b) zeigt Änderungen in dem Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis.In this regard, a burn off control in the final stage of the solids removal control is performed to burn the solids that can not be burned in the solids removal control. The overview of the burn-off control will be explained with reference to FIG 2 (a) and 2 B) to be discribed. 2 (a) shows the way in which the fuel addition valve 46 Fuel admits, and 2 B) shows changes in the exhaust air-fuel ratio.

Wie in 2(a) gezeigt ist, wird eine konzentrierte, intermittierende Kraftstoffzugabe in der Abbrennsteuerung wiederholt durchgeführt und angehalten. Die konzentrierte, intermittierende Kraftstoffzugabe erhöht die Menge einer unverbrannten Kraftstoffkomponente und Sauerstoff, die zu den Katalysatoren des NOx-Katalysators 25 und des Feststofffilters 26 bis zu einem für ein Verbrennen der Feststoffe ausreichendes Niveau zugeführt werden, welche in der Feststoffentfernungssteuerung nicht verbrannt werden können. Deshalb lässt es die konzentrierte, intermittierende Kraftstoffzugabe zu, die Feststoffe zu verbrennen.As in 2 (a) is shown, a concentrated, intermittent fuel addition in the burn-off control is repeatedly performed and stopped. The concentrated, intermittent fuel addition increases the amount of unburned fuel component and oxygen that are added to the catalysts of the NOx catalyst 25 and the solid filter 26 be supplied to a sufficient level for burning the solids that can not be burned in the solids removal control. Therefore, the concentrated, intermittent fuel addition allows the solids to be burned.

Jedoch verursacht die konzentrierte, intermittierende Kraftstoffzugabe die Katalysatorbetttemperatur beträchtlich zu erhöhen. Daher wird in dieser Ausführungsform die Kraftstoffzugabe periodisch angehalten, um dadurch eine übermäßige Erhöhung der Katalysatorbetttemperatur zu unterdrücken. Folglich wird eine intermittierende, konzentrierte Kraftstoffzugabe wiederholt durchgeführt und angehalten, und das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird wiederholt zwischen einem fetten Zustand und einem mageren Zustand umgekehrt, wie in 2(b) gezeigt ist. Die Abbrennsteuerung wird beendet, wenn die Wiederholungen eines Durchführens und Anhaltens der konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe eine Zahl erreicht hat (in dieser Ausführungsform dreimal), die zum Verbrennen der Feststoffe, die in dem NOx-Katalysator 25 und dem Feststofffilter 26 verbleiben, ausreichend ist.However, the concentrated, intermittent fuel addition causes the catalyst bed temperature to increase considerably. Therefore, in this embodiment, the fuel addition is periodically stopped to thereby suppress an excessive increase in the catalyst bed temperature. Consequently, an intermittent concentrated fuel addition is repeatedly performed and stopped, and the exhaust air-fuel ratio is repeatedly reversed between a rich state and a lean state, as in FIG 2 B) is shown. The burn-off control is terminated when the repetitions of performing and stopping the concentrated intermittent fuel addition has reached a number (three times in this embodiment) necessary to combust the solids present in the NOx catalyst 25 and the solid filter 26 remain, is sufficient.

Die Feststoffentfernungssteuerung wird basierend auf dem Ende der Abbrennsteuerung angehalten.The Solids removal control is based on the end of the burn off control stopped.

Die Prozedur für die Abbrennsteuerung in der Endphase der Feststoffentfernungssteuerung wird nun mit Bezug auf 3 beschrieben werden, die ein Programm bzw. eine Routine der Abbrennsteuerung zeigt. Das Abbrennsteuerungsprogramm wird von der elektronischen Steuerungsvorrichtung 50 als eine Unterbrechung ausgeführt, zum Beispiel in vorbestimmten Zeitintervallen.The procedure for the final stage defrosting control of the solids removal control will now be described with reference to FIG 3 describing a program or routine of the burn-off control. The burn-off control program is executed by the electronic control device 50 as an interruption, for example at predetermined time intervals.

In dem Programm wird bestimmt (S101), ob die Feststoffentfernungssteuerung derzeit durchgeführt wird. Falls die Feststoffentfernungssteuerung durchgeführt wird, wird bestimmt (S102), ob eine Feststoffansammlungsmenge unter einen Bestimmungswert Da gefallen ist. Falls das Ergebnis von S102 positiv ist, werden Schritte S103 bis S105 zum Durchführen der Abbrennsteuerung durchgeführt.In the program is determined (S101) whether the solids removal control currently performed becomes. If the solid removal control is performed, is determined (S102), whether a solid accumulation amount under one Determination value Since fallen. If the result of S102 is positive is, steps S103 to S105 for performing the burn-off control are performed.

Der Bestimmungswert Da wird auf einen Wert gesetzt, der zeigt, dass in jedem von dem NOx-Katalysator 25 und dem Feststofffilter 26 Feststoffe in einem Abschnitt an einer stromabwärtigen Seite durch die Feststoffentfernungssteuerung gänzlich verbrannt wurden und Feststoffe in einem Abschnitt an einer stromaufwärtigen Seite nicht gänzlich durch die Feststoffentfernungssteuerung verbrannt wurden. Zum Beispiel wird der Bestimmungswert Da auf 0,3 g gesetzt. Falls die Abbrennsteuerung ausgeführt wird mit Feststoffen, die in den stromabwärtigen Abschnitten des NOx-Katalysators 25 und des Feststofffilters 26 verbleiben, und die Feststoffe durch die Abbrennsteuerung verbrannt werden, kann die Temperatur dieser Abschnitte übermäßig erhöht werden. Der Wert des Bestimmungswerts Da wird eingestellt, um solch eine übermäßige Erhöhung der Abschnitte zu verhindern.The determination value Da is set to a value showing that in each of the NOx catalyst 25 and the solid filter 26 Solids in a section on a downstream side were completely burned by the solids removal control, and solids in a section on an upstream side were not completely burned by the solids removal control. For example, the determination value Da is set to 0.3 g. If the burn off control is performed with solids present in the downstream sections of the NOx catalyst 25 and the solid filter 26 remain and the solids are burned by the burn-off control, the temperature of these sections can be excessively increased. The value of the determination value Da is set to prevent such excessive increase of the sections.

Die konzentrierte, intermittierende Kraftstoffzugabe in der Abbrennsteuerung dient keinerlei Zweck, außer sie wird in einem Zustand durchgeführt, in dem der zugeführte Kraftstoff verdampft wird und ein Verbrennen der Feststoffe fördert. Deshalb wird in einem Betriebszustand, in dem durch die konzentrierte, intermittierende Kraftstoffzugabe zugegebener Kraftstoff nicht verdampft wird, zum Beispiel in einem Betriebszustand niedriger Last, in dem die Abgastemperatur nicht erhöht wird, die konzentrierte, intermittierende Kraftstoffzugabe vorzugsweise ausgesetzt.The concentrated, intermittent fuel addition in the burn-off control serves no purpose except it is performed in a state in which the supplied fuel is evaporated and promotes burning of the solids. That's why in an operating state in which by the concentrated, intermittent Fuel added fuel is not evaporated, the Example in a low-load operating state in which the exhaust gas temperature not increased Preferably, the concentrated, intermittent fuel addition exposed.

Daher wird in Schritten S103 bis S105 zum Durchführen der Abbrennsteuerung basierend auf zum Beispiel der Maschinenlast und der Maschinendrehzahl (S103) bestimmt, ob der derzeitige Betriebszustand zum Durchführen der konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe geeignet ist. Das Durchführen und Anhalten der konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe wird nur dann wiederholt, wenn das Ergebnis von S103 positiv ist. Falls das Ergebnis von Schritt S103 negativ ist, tritt die Abbrennsteuerung in einen Bereitschaftszustand (S105) ein, und die konzentrierte, intermittierende Kraftstoffzugabe wird nicht durchgeführt. Jedoch wird sogar in dem Bereitschaftszustand der Abbrennsteuerung eine unverbrannte Kraftstoffkomponente fortlaufend zu den Katalysatoren zugeführt basierend auf der Feststoffentfernungssteuerung.Therefore is based on steps S103 to S105 for performing the burn-off control on, for example, the engine load and the engine speed (S103) determines whether the current operating state for performing the concentrated, intermittent fuel addition is suitable. The performing and stopping the concentrated, intermittent fuel addition is repeated only if the result of S103 is positive. If the result of step S103 is negative, the burn-off control occurs in a standby state (S105), and the concentrated, Intermittent fuel addition is not performed. however becomes even in the standby state of the burn-off control unburned fuel component contiguous to the catalysts supplied based on the solids removal control.

Schritt S106 und die folgenden Schritte sind zum Beenden der Abbrennsteuerung und Anhalten der Feststoffentfernungssteuerung basierend auf dem Ende der Abbrennsteuerung. In dieser Reihenfolge von Schritten, wenn die Anzahl an Wiederholungen eines Durchführens und Anhaltens der konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe 3 erreicht (positives Ergebnis bei S106), wird die Abbrennsteuerung beendet (S108). Entsprechend wird die Feststoffentfernungssteuerung angehalten (S109). Jedoch, falls die Abbrennsteuerung in dem Bereitschaftszustand eintritt bevor die Anzahl an Wiederholungen 3 erreicht und der Bereitschaftszustand für einen verlängerten Zeitraum andauert, ist es unvermeidbar, dass der Kraftstoffverbrauch der Maschine 10 sich durch die Menge von unverbrannter Kraftstoffkomponente verschlechtert, die in der Feststoffentfernungssteuerung zu den Katalysatoren zugeführt wird.Step S106 and the following steps are for stopping the burn-off control and stopping the solids removal control based on the end of the burn-off control. In this order of steps, when the number of repetitions of performing and stopping the concentrated, intermittent fuel addition 3 is reached (positive result in S106), the burn-off control is ended (S108). Accordingly, the solids removal control is stopped (S109). However, if the burn-off control enters the standby state before the number of repetitions 3 reached and the standby state continues for a prolonged period, it is inevitable that the fuel consumption of the machine 10 is deteriorated by the amount of unburned fuel component supplied to the catalysts in the solids removal control.

Deshalb wird in dieser Ausführungsform, selbst wenn die Anzahl an Wiederholungen nicht drei erreicht hat (negatives Ergebnis bei S106), die Abbrennsteuerung durch die Abbrennsteuerung beendet (S108), wenn die abgelaufene Zeit eine vorbestimmte Zeit t erreicht, seitdem die Feststoffansammlungsmenge auf einen Bestimmungswert Db gebracht ist, der kleiner als der Bestimmungswert Da ist. Ob die abgelaufene Zeit die vorbestimmte Zeit t erreicht hat, wird basierend auf zum Beispiel einem Zähler bzw. Zählwerk C bestimmt. Wenn die Feststoffansammlungsmenge auf den vorbestimmten Wert Db gebracht ist, beginnt der Zähler C gemäß einem anderen Programm von 0 weg bei jeder vorbestimmten Zeitdauer erhöht zu werden. Basierend auf der Tatsache, dass der Zähler C einen Bestimmungswert Dc erreicht, der der vorbestimmten Zeit t entspricht, wird die abgelaufene Zeit bestimmt, die vorbestimmte Zeit t erreicht zu haben. Dann, basierend auf dem Ende der Abbrennsteuerung (S108), wird die Feststoffentfernungssteuerung angehalten (S109). Daher wird eine Verschlechterung der Maschinenkraftstoffökonomie aufgrund eines verlängerten Bereitschaftszustandes der Abbrennsteuerung verhindert.Therefore in this embodiment, itself if the number of repetitions has not reached three (negative Result at S106), the burn-off control by the burn-off control ends (S108) when the elapsed time is a predetermined time t, since then, the amount of solid accumulation reaches a determination value Db is less than the determination value Da. If the elapsed time has reached the predetermined time t becomes based on, for example, a counter C determined. If the Solid accumulation amount brought to the predetermined value Db is, the counter starts C according to one other program away from 0 at each predetermined period of time. Based on the fact that the counter C has a determination value Reached Dc, which corresponds to the predetermined time t, the expired Time determines to have reached the predetermined time t. Then, based on the end of the burn-off control (S108), the solids removal control becomes stopped (S109). Therefore, a deterioration of the engine fuel economy becomes due to a prolonged Standby state of Abbrennsteuerung prevented.

In dieser Ausführungsform ist der Bestimmungswert Db null. Die vorbestimmte Zeit t ist länger eingestellt als eine Zeit, die zum dreimaligen nacheinander Wiederholen des Durchführens und Anhaltens der konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe der Abbrennsteuerung erforderlich ist, und ausreichend kurz ist, um die Verschlechterung der Kraftstoffökonomie aufgrund der Durchführung der Feststoffentfernungssteuerung in dem Bereitschaftszustand an einem Überschreiten eines zulässigen Niveaus zu hindern. Da es normalerweise 30 bis 40 Sekunden dauert, um einen einzigen Zyklus eines Durchführens und Anhaltens der konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe durchzuführen, kann die vorbestimmte Zeit t auf zum Beispiel 180 Sekunden eingestellt sein.In this embodiment the determination value Db is zero. The predetermined time t is set longer as a time to repeat the three consecutive times performing and stopping the concentrated, intermittent fuel addition the burn-off control is required, and sufficiently short about the deterioration of the fuel economy due to the execution of the solids removal control in the standby state, when an allowable level is exceeded to prevent. Since it usually takes 30 to 40 seconds to get one single cycle of a performing and stopping the concentrated, intermittent fuel addition can perform the predetermined time t is set to, for example, 180 seconds be.

Schließlich wird die Durchführung der Feststoffentfernungssteuerung und der Abbrennsteuerung mit Bezug auf die Zeitdiagramme der 4(a) bis 4(b) beschrieben werden. 4(a) bis 4(b) sind Zeitdiagramme, die jeweils Änderungen in der Feststoffansammlungsmenge, dem Zustand der Feststoffentfernungssteuerung, dem Zustand der Abbrennsteuerung und Änderungen des Zählers C zeigen.Finally, the execution of the solids removal control and the burn-off control will be described with reference to the timing charts of FIGS 4 (a) to 4 (b) to be discribed. 4 (a) to 4 (b) FIG. 15 are timing charts showing changes in the amount of solid accumulation, the state of the solid removal control, the state of the burn-off control, and changes of the counter C, respectively.

Zu einer Zeit T1 wird die Feststoffentfernungssteuerung gestartet. Dann ist die Feststoffansammlungsmenge reduziert und zu einer Zeit T2 unter den Bestimmungswert Da gefallen, bei der die Abbrennsteuerung gestartet wird. Während der Abbrennsteuerung, falls der Bereitschaftszustand der Abbrennsteuerung über einen ausgedehnten Zeitraum andauert, wird das Ende der Steuerung verzögert, wie durch eine zweifach gepunktete Strichlinie in 4(c) gezeigt ist. Entsprechend wird das Ende der Feststoffentfernungssteuerung basierend auf der Strömungsrate der Abbrennsteuerung verzögert, wie durch eine zweifach gepunktete Strichlinie in 4(b) gezeigt ist. Folglich wird sich die Kraftstoffökonomie um die Menge einer unverbrannten Kraftstoffkomponente verschlechtern, die zu den Katalysatoren basierend auf der Feststoffentfernungssteuerung in dem Bereitschaftszustand zugeführt wird.At a time T1, the solids removal control is started. Then, the solid accumulation amount has been reduced and dropped below the determination value Da at a time T2 at which the burn-off control is started. During the burn-off control, if the burn-out control standby state continues for an extended period of time, the end of the control is delayed as indicated by a two-dot chain line in FIG 4 (c) is shown. Accordingly, the end of the solids removal control is delayed based on the flow rate of the burn-off control as indicated by a two-dot chain line in FIG 4 (b) is shown. Consequently, the fuel economy will degrade by the amount of unburned fuel component supplied to the catalysts based on the solids removal control in the standby state.

Jedoch wird in dieser Ausführungsform, wenn die verstrichene Zeit die vorbestimmte Zeit t erreicht, seitdem die Feststoffansammlungsmenge durch die Abbrennsteuerung auf null gebracht wurde (der Bestimmungswert Db), das heißt, wenn der Zähler C den Bestimmungswert Dc (Zeitpunkt T4) erreicht, die Abbrennsteuerung zwangsweise beendet, wie durch eine durchgezogene Linie in 4(c) gezeigt ist. In Übereinstimmung mit dem Zwangsende der Abbrennsteuerung wird die Feststoffentfernungssteuerung angehalten, wie durch die durchgezogene Linie in 4(b) gezeigt ist. Dies hält die Verschlechterung der Maschinenkraftstoffökonomie nieder.However, in this embodiment, when the elapsed time reaches the predetermined time t, since the solid accumulation amount has been zeroed by the burn-off control (the determination value Db), that is, when the counter C reaches the determination value Dc (time T4), the burn-off control forcibly ended, as indicated by a solid line in 4 (c) is shown. In accordance with the forcible end of the burn-off control, the solids removal control is stopped as indicated by the solid line in FIG 4 (b) is shown. This suppresses the deterioration of engine fuel economy.

Die vorangehend beschriebene Ausführungsform hat die folgenden Vorteile.

  • (1) Feststoffe in stromaufwärtigen Abschnitten des NOx-Katalysators 25 und des Feststofffilters 26, die durch die Feststoffentfernungssteuerung nicht gänzlich verbrannt werden können, werden durch die Abbrennsteuerung gänzlich verbrannt, die in der Endphase der Feststoffentfernungssteuerung durchgeführt wird. Deshalb, wenn das Abgas-Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Ende der Feststoffentfernungssteuerung fetter gemacht wird, werden keine an den stromaufwärtigen Enden des NOx-Katalysators 25 und des Feststofffilters 26 verbleibenden Feststoffe verbrannt, so dass die Temperatur der Katalysatoren an einem übermäßigen Ansteigen gehindert wird.
  • (2) Wenn der Bereitschaftszustand der Abbrennsteuerung für einen ausgedehnten Zeitraum andauert, wird die Abbrennsteuerung zwangsweise unter der Bedingung angehalten, dass die abgelaufene Zeit, seitdem die Feststoffansammlungsmenge durch die Abbrennsteuerung auf dem Bestimmungswert Db (0) gebracht ist, die vorbestimmte Zeit t erreicht. Deshalb, selbst wenn der Bereitschaftszustand der Abbrennsteuerung über einen ausgedehnten Zeitraum anhält, wird die Kraftstoffökonomie der Maschine nicht verschlechtert werden.
  • (3) Die vorbestimmte Zeit t ist länger eingestellt als die Zeit, die zum dreimaligen nacheinander Ausführen des Durchführen und des Anhaltens der konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe der Abbrennsteuerung erforderlich ist, und ausreichend kurz ist, um die Verschlechterung der Kraftstoffökonomie aufgrund der Durchführung der Feststoffentfernungssteuerung durch den Bereitschaftszustand an einem Übersteigen eines zulässigen Niveaus zu hindern. Deshalb, falls von dem Bereitschaftszustand der Abbrennsteuerung erwartet wird, derart ausgedehnt zu werden, dass eine Verschlechterung der Kraftstoffökonomie unzulässig wird, wird die Abbrennsteuerung zwangsweise beendet. Entsprechend wird die Kraftstoffökonomieverschlechterung auf ein zulässiges Niveau gedrückt.
  • (4) Da sich der NOx-Katalysator 25 stromaufwärts von dem Feststofffilter 26 in dem Abgasdurchgang 14 befindet, sammeln sich Feststoffe wahrscheinlich an dem stromaufwärtigen Ende des NOx-Katalysators 25. Entsprechend wird die Menge an Feststoffen, die durch die Feststoffentfernungssteuerung nicht gänzlich verbrannt werden können, erhöht. In den Abschnitten, in denen Feststoffe nicht gänzlich verbrannt werden, ist der Oberflächenbereich der Katalysatoren, die dem Abgas ausgesetzt sind, reduziert. Dies verzögert die Aktivierung der Katalysatoren. Entsprechend wird die Wärme reduziert, die während der Abgasreinigung in den Katalysatoren erzeugt wird. Folglich wird die Wärme reduziert, die von dem NOx-Katalysator 25 zu dem stromabwärts befindlichen Feststofffilter 26 übertragen wird. Dies behindert die Aktivierung des Katalysators in dem Feststofffilter 26. Folglich kann das Abgasreinigungsverhalten herabgesetzt werden. Jedoch werden diese Nachteile durch ein gänzliches Verbrennen von Feststoffen beseitigt, die an dem stromaufwärtigen Ende des NOx-Katalysators 25 verbleiben, durch die Abbrennsteuerung in der Endphase der Feststoffentfernungssteuerung.
The above-described embodiment has the following advantages.
  • (1) Solids in upstream sections of the NOx catalyst 25 and the solid filter 26 which can not be completely burned by the solids removal control are completely burned by the burn-off control performed in the final stage of the solids removal control. Therefore, when the exhaust air-fuel ratio is made richer after the end of the solid-removal control, none at the upstream ends of the NOx catalyst 25 and the solid filter 26 remaining solids burned, so that the temperature of the catalysts is prevented from excessive increase.
  • (2) When the standby state of burning off If the control continues for an extended period of time, the burn-off control is forcibly stopped under the condition that the elapsed time since the solid accumulation amount is brought to the determination value Db (0) by the burn-off control reaches the predetermined time t. Therefore, even if the standby state of the burn-off control continues for an extended period of time, the fuel economy of the engine will not be degraded.
  • (3) The predetermined time t is set longer than the time required for executing the lumping control intermittent fuel addition and stopping three times in succession, and is sufficiently short to allow the deterioration of the fuel economy due to the solid removal control to be performed to prevent the standby state from exceeding an allowable level. Therefore, if it is expected from the standby state of the burn-off control to be extended so that deterioration of the fuel economy becomes inadmissible, the burn-off control is forcibly terminated. Accordingly, the fuel economy deterioration is suppressed to a permissible level.
  • (4) Since the NOx catalyst 25 upstream of the solids filter 26 in the exhaust passage 14 As a result, solids are likely to accumulate at the upstream end of the NOx catalyst 25 , Accordingly, the amount of solids that can not be completely burned by the solids removal control is increased. In sections where solids are not completely burned, the surface area of the catalysts exposed to the exhaust gas is reduced. This delays the activation of the catalysts. Accordingly, the heat generated during exhaust gas purification in the catalysts is reduced. Consequently, the heat generated by the NOx catalyst is reduced 25 to the downstream solids filter 26 is transmitted. This hinders the activation of the catalyst in the solids filter 26 , Consequently, the exhaust gas purification performance can be reduced. However, these disadvantages are eliminated by a total burning of solids at the upstream end of the NOx catalyst 25 remain, by the Abbrennsteuerung in the final phase of the solids removal control.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt modifiziert werden.The previously described embodiments can be modified as follows.

Die Reihenfolge des NOx-Katalysators 25, des Feststofffilters 26 und des Oxidationskatalysators 27 entlang des Abgasdurchgangs 14 können je nach Erfordernis geändert werden.The order of the NOx catalyst 25 , the solid filter 26 and the oxidation catalyst 27 along the exhaust passage 14 can be changed as required.

In der Abbrennsteuerung ist die Anzahl an Wiederholungen eines Durchführens und Anhaltens der konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe nicht auf drei begrenzt, solange die Anzahl zum gänzlichen Verbrennen verbleibender Feststoffe in dem NOx-Katalysator 25 und dem Feststofffilter 26 ausreichend ist.In the burn-off control, the number of repetitions of performing and stopping the concentrated intermittent fuel addition is not limited to three as long as the number of remaining solids in the NOx catalyst completely burns 25 and the solid filter 26 is sufficient.

Der Bestimmungswert Da ist nicht auf 0,3 g begrenzt, was in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform gezeigt ist, solange der Wert Da zeigt, dass Feststoffe an dem stromabwärtigen Abschnitten des NOx-Katalysators 25 und des Feststofffilters 26 gänzlich verbrannt wurden.The determination value Da is not limited to 0.3 g, which is shown in the above-described embodiment, as long as the value Da shows that solids at the downstream portions of the NOx catalyst 25 and the solid filter 26 were completely burned.

Der Bestimmungswert Db muss nicht 0 sein, sondern kann auf irgendeinen Wert geändert werden, der niedriger als der Bestimmungswert Da ist.Of the Determination value Db does not have to be 0, but can be on any Value changed which is lower than the determination value Da.

Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen sollen als illustrativ und nicht beschränkend betrachtet werden, und die Erfindung ist nicht auf die hierin angegebenen Details begrenzt, sondern kann innerhalb des Schutzumgangs der angefügten Ansprüche modifiziert werden.The present examples and embodiments should be considered as illustrative and not restrictive, and the invention is not limited to the details given herein, but may be modified within the scope of the appended claims become.

Claims (4)

Abgasreinigungsgerät für eine Brennkraftmaschine (10), wobei das Gerät eine Feststoffentfernungssteuerung durchführt, bei der eine unverbrannte Kraftstoffkomponente einem Katalysator zugeführt wird, der sich in einem Abgassystem der Brennkraftmaschine (10) befindet, so dass die Temperatur des Katalysators erhöht wird und an dem Katalysator festsitzende Feststoffe verbrannt werden, das Gerät ist gekennzeichnet durch: eine Ausführungseinrichtung, bei der, wenn eine Ansammlungsmenge von Feststoffen an dem Katalysator kleiner als ein erster Bestimmungswert (Da) wird, nachdem die Feststoffentfernungssteuerung gestartet ist, wobei die Ausführeinrichtung eine Abbrennsteuerung ausführt, in der ein Durchführen und ein Anhalten einer konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe zu einem Abschnitt des Abgassystems, der stromaufwärts von dem Katalysator ist, in einer vorbestimmten Häufigkeit wiederholt wird; eine Anhalteeinrichtung, die die Feststoffentfernungssteuerung basierend auf einem Ende der Abbrennsteuerung anhält; und eine Zwangsbeendigungseinrichtung, die die Abbrennsteuerung zwangsweise beendet, wenn nach dem Start der Abbrennsteuerung eine verstrichene Zeit, seitdem die Ansammlungsmenge von Feststoffen an dem Katalysator auf einen zweiten Bestimmungswert (Db) gefallen ist, eine vorbestimmte Zeit (t) erreicht, wobei der zweite Bestimmungswert (Db) kleiner als der erste Bestimmungswert (Da) ist.Exhaust gas purification device for an internal combustion engine ( 10 ), wherein the apparatus performs a solids removal control, in which an unburned fuel component is supplied to a catalyst, which is in an exhaust system of the internal combustion engine ( 10 ), so that the temperature of the catalyst is increased and the solids stuck to the catalyst are burned, the apparatus is characterized by: an embodiment in which, when an accumulation amount of particulates on the catalyst becomes smaller than a first determination value (Da), after the solids removal control is started, the execution means executes a burn-off control in which a performing and stopping of a concentrated intermittent fuel addition to a portion of the exhaust system upstream of the catalyst is repeated at a predetermined frequency; a stopper that stops the solids removal control based on an end of the burn-off control; and compulsory completion means that forcibly terminates the burn-off control when, after the start of the burn-off control, an elapsed time since the accumulation amount of particulates on the catalyst has fallen to a second determination value (Db) reaches a predetermined time (t), the second determination value (Db) is less than the first determination value (Da). Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeit (t) länger als eine Zeit ist, die erforderlich ist, um das Durchführen und Anhalten der konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzugabe der Abbrennsteuerung in der vorbestimmten Häufigkeit fortlaufend zu wiederholen, und ausreichend kurz ist, um eine Verschlechterung einer Kraftstoffwirtschaftlichkeit aufgrund der Durchführung der Feststoffentfernungssteuerung in der vorbestimmten Zeit (t) zu verhindern.device according to claim 1, characterized in that the predetermined time (t) longer as is a time required to carry out and Stopping the concentrated, intermittent fuel addition continuously repeat the burn-off control at the predetermined frequency, and is sufficiently short to worsen fuel economy due to the implementation solid removal control in the predetermined time (t) to prevent. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator durch einen Feststofffilter (26) und einen NOx-Katalysator (25) unterstützt wird, die hintereinander in dem Abgassystem platziert sind.Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the catalyst through a solid filter ( 26 ) and a NOx catalyst ( 25 ), which are placed one behind the other in the exhaust system. Abgasreinigungsverfahren für eine Brennkraftmaschine (10), das Verfahren ist gekennzeichnet durch: Durchführen einer Feststoffentfernungssteuerung, in der eine unverbrannte Kraftstoffkomponente einem Katalysator zugeführt wird, der sich in einem Abgassystem der Brennkraftmaschine (10) befindet, so dass die Temperatur des Katalysators erhöht wird und an dem Katalysator festsitzende Feststoffe verbrannt werden; Ausführen einer Abbrennsteuerung, wenn eine Ansammlungsmenge von Feststoffen an dem Katalysator kleiner als ein erster Bestimmungswert (Da) wird, nachdem die Feststoffentfernungssteuerung gestartet ist, wobei in der Abbrennsteuerung ein Durchführen und ein Anhalten einer konzentrierten, intermittierenden Kraftstoffzuführung zu einem Abschnitt des Abgassystems, der stromaufwärts von dem Katalysator ist, in einer vorbestimmten Häufigkeit wiederholt wird; Stoppen der Feststoffentfernungssteuerung unter der Bedingung, dass die Abbrennsteuerung beendet ist; und Zwangsbeenden der Abbrennsteuerung, wenn nach dem Start der Abbrennsteuerung eine verstrichene Zeit, seitdem die Ansammlungsmenge von Feststoffen an dem Katalysator auf einen zweiten Bestimmungswert (Db) reduziert wurde, eine vorbestimmte Zeit (t) erreicht, wobei der zweite Bestimmungswert (Db) kleiner als der erste Bestimmungswert (Da) ist.Exhaust gas purification method for an internal combustion engine ( 10 ), the method is characterized by: performing a solids removal control in which an unburned fuel component is supplied to a catalyst which is in an exhaust system of the internal combustion engine ( 10 ), so that the temperature of the catalyst is raised and solids stuck to the catalyst are burned; Performing a burn-off control when an accumulation amount of particulates on the catalyst becomes smaller than a first determination value (Da) after the solids removal control is started, wherein in the burn-off control, performing and stopping a concentrated intermittent fuel supply to a portion of the exhaust system upstream from the catalyst is repeated at a predetermined frequency; Stopping the solids removal control under the condition that the burn-off control is ended; and forcibly terminating the burn-off control when, after the start of the burn-off control, an elapsed time since the accumulation amount of particulates on the catalyst has been reduced to a second determination value (Db) reaches a predetermined time (t), the second determination value (Db) being less than the first determination value (Da) is.
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